钢/铜铅合金复合管显微组织和力学性能研究

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本文利用静水称量法测定了铜铅合金粉末的密度,用X射线衍射、扫描电镜及能谱分析等方法研究了铜铅合金粉末的成分和形貌。利用液相烧结方法制备了钢/铜铅双金属烧结复合管状试样,得出了钢/铜铅双金属的烧结机理,并对不同工艺参数的试样组织和钢/铜铅烧结复合界面进行了研究。通过测量铜铅合金粉末压坯密度、烧结孔隙度、烧结密度以及烧结后的力学性能(铜铅合金硬度、钢/铜铅合金界面剪切强度),来研究烧结组织和性能随烧结工艺参数的变化规律。研究结果表明:铜铅合金粉末密度为8.7936g/cm3;铜铅合金粉末属于铅包覆粉,形状不规则;钢/铜铅双金属的烧结机理为:铜铅合金粉末表面的烧结过程符合Cannon和Lenel提出的“液相流动”理论,而粉末内部的烧结过程符合Price等人提出的“溶解—沉淀”理论;随烧结时间的增加,铜铅合金的烧结组织中铅由网状向点块状转变,随着压制压力的增加,铜铅合金的烧结组织中铅由点块状向网状转变;在每个相同压制压力下,840℃烧结60 min的孔隙度比30 min的孔隙度分别降低了15.7%、19.3%、16.7%、23.7%、40.2%和39.7%;当压制压力为500MPa,烧结温度为700℃,烧结时间为60 min时,获得了最大的铜铅合金粉末烧结密度为8.0215 g/cm3,相对密度在90%以上:压制压力为300MPa的烧结铜铅合金的平均硬度最低(23.8 HV10),500MPa的平均硬度最高(36.6 HV10);扩管变形的试样剪切强度为20MPa~45MPa,压制成型的试样剪切强度为55MPa~105MPa。
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